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Projekt
Funktionelle Charakterisierung von NaOCl-sensitiven Thiol-Schaltern und deren Einfluß auf das BSH Redoxpotential in Staphylococcus aureus
Antragstellerin
Professorin Dr. Haike Antelmann
Fachliche Zuordnung
Biochemie
Förderung
Förderung von 2014 bis 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251857487
Staphylococcus aureus ist ein wichtiges human-pathogenes Bakterium, welches lokale Wundinfektionen verursachen kann, aber auch lebensbedrohliche Erkrankungen. Im Infektionsprozess wird S. aureus mit reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und Hypochlorit konfrontiert, die von aktivierten Makrophagen oder Neutrophilen produziert werden. S. aureus nutzt den Thiol-Redoxpuffer Bacillithiol (BSH) als Schutzmechanismus gegen die Immunantwort des Wirtes. BSH ist an der Virulenz von S. aureus beteiligt und bewirkt die Entgiftung von ROS, HOCl, Toxinen, Elektrophilen und Antibiotika. BSH ist ebenfalls an der Oxidation von Proteinen zu gemischten BSH-Proteindisulfiden beteiligt als Antwort auf NaOCl-Stress, die als S-Bacillithiolierungen bezeichnet werden. S-Bacillithiolierungen bewirken Thiolschutz und sind an der Redox-Regulation beteiligt. Mittels quantitativer Thiol-Redox-Proteomik durch OxICAT konnten wir 58 NaOCl-sensitive Proteine in S. aureus identifizieren, welche eine protektive Rolle gegen die Wirts-Immunantwort spielen könnten. Darunter sind fünf S-bacillithiolierte Proteine, einschließlich der glykolytischen Glyceraldehyd-3-Phosphat-Dehydrogenase Gap, welche das Haupt-Target ist. S-Bacillithiolierung von Gap bewirkt Thiolschutz gegen irreversible Oxidationen zur Sulfonsäure und reguliert deren Aktivität under H2O2 und NaOCl-Stress. Die Bacilliredoxine BrxA/B katalysieren die Reduktion der S-bacillithiolierten Proteine OhrR und MetE in B. subtilis und Gap in S. aureus in vitro. Der vollständige Brx-Redox-Pathway ist jedoch nicht bekannt. Wir haben des Weiteren einen neuen Bacilliredoxin-fusionierten Redoxbiosensor (Brx-roGFP2) konstruiert, um die Veränderungen im BSH-Redoxpotential in S. aureus zu messen. In diesem Projekt planen wir, die Funktionen neuer NaOCl-sensitiver Thiolschalter im Schutz gegen oxidativen Stress zu untersuchen. Als interessante Thiolschalter werden wir uns dabei konzentrieren auf Redoxregulatoren, Bacilliredoxine und andere Thiol-Disulfid-Reduktasen, die Stickstoffmonoxid-Synthase, den Virulenzfaktor SsaA2 und die metabolischen Enzyme Gap und AldA. Außerdem werden neue Brx-roGFP2 und Tpx-roGFP2-Biosensoren eingesetzt, um die Veränderungen im BSH-Redoxpotential und intrazelluläre Produktion von H2O2 in den S. aureus-Mutanten in den Thiolschaltern zu untersuchen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
